報(bào)告題目：基于膜過程的選擇性溶質(zhì)分離以及高鹽水處理

報(bào)告人：  王若宇

報(bào)告時間：2023年6月29日（星期四）10:00

報(bào)告地點(diǎn)：線下 新環(huán)境大樓208多媒體教室

邀請人：  邵嘉慧

報(bào)告摘要：

    選擇性溶質(zhì)-溶質(zhì)分離是膜分離過程重要的新前沿并有著廣闊的應(yīng)用前景。相比于常見的溶質(zhì)-溶劑膜分離過程（如水淡化或凈化），溶質(zhì)-溶質(zhì)膜分離過程的理論體系和技術(shù)發(fā)展還處于一個起步階段。以基于納濾的鋰鎂離子分離為例，文獻(xiàn)中大部分的研究都聚焦于制備性能更好的納濾膜。然而何為“性能更好”？回答這個看似簡單卻重要的問題必須基于對分離過程的理解。本報(bào)告的前半部分將介紹基于納濾的溶質(zhì)-溶質(zhì)分離過程的性能指標(biāo)，以及運(yùn)行條件與膜性質(zhì)對分離性能的影響。以鋰鎂分離為主要背景，本報(bào)告將指出鋰鎂離子分離的核心性能指標(biāo)，并論述了不同組分的傳質(zhì)應(yīng)如何迎合該性能指標(biāo)。通過對過程層面的傳質(zhì)模擬和對文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的分析，本報(bào)告將展示在過程及膜性能的層面上兩個性能指標(biāo)所存在的損益關(guān)系。

    廢水零排放是前沿的濃鹽水處理策略，也是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵組成部分。然而，現(xiàn)有的廢水零排放技術(shù)仍依賴于能耗較高的蒸發(fā)結(jié)晶過程，如機(jī)械蒸氣壓縮，其廢水濃縮和結(jié)晶過程的能耗分別高達(dá)30-40 kWh m-3和50 kWh m-3，且系統(tǒng)成本非常高。本報(bào)告的第二部分將介紹一種全新的電滲析結(jié)晶法，以實(shí)現(xiàn)非蒸發(fā)的鹽水直接結(jié)晶。在持續(xù)的電滲析作用下，濃鹽水逐漸達(dá)到過飽和狀態(tài)，并在結(jié)晶池中析出晶體。本課題以硫酸鈉為例，證明了電滲析結(jié)晶過程的可行性，同時系統(tǒng)性地研究了結(jié)晶動力學(xué)和晶體尺寸分布與電流密度以及結(jié)晶模式的關(guān)系。接著進(jìn)一步闡明了可結(jié)晶條件及其與鹽的種類，離子交換膜的特性，運(yùn)行條件之間的關(guān)系。最后分析了電滲析結(jié)晶-反滲透耦合過程實(shí)現(xiàn)硫酸鈉廢水零排放的整體能耗。

報(bào)告人簡介：

    王若宇博士目前是美國范德堡大學(xué)（Vanderbilt University）環(huán)境工程系博士后。2017年本科畢業(yè)于上海交通大學(xué)環(huán)境學(xué)院，2018年碩士畢業(yè)于美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)環(huán)境工程系，2023年博士畢業(yè)于美國范德堡大學(xué)環(huán)境工程系，師從林士弘教授。其主要研究方向是與水相關(guān)的膜分離過程。已在Nature Water, Nature Communication, Science Advances, PNAS, Environmental Science & Technology, Journal of Membrane Science等期刊發(fā)表近20篇文章（含5篇一作與3篇共一）。曾獲ACS Environmental Chemistry Graduate Student Award (2023), CAPEES-Elsevier Outstanding Graduate Student Award (2023), Carl E. Adams Graduate Student Award (2019) 等榮譽(yù)。目前為北美華人環(huán)境工程與科學(xué)教授學(xué)會（CAPEES）學(xué)生分部的組織者之一。